Při navrhování plastové formy lze po určení struktury formy provést podrobný návrh každé části formy, tj. velikost každé šablony a dílů, velikost dutiny a jádra atd. odhodlaný. To bude zahrnovat klíčové konstrukční parametry, jako je smrštění materiálu. Proto lze velikost každé části dutiny určit pouze na základě znalosti míry smrštění tvarovaného plastu. I když je zvolená struktura formy správná, ale použité parametry nejsou vhodné, není možné vyrobit kvalifikované plastové díly.
Charakteristické pro termoplasty je, že se po zahřátí roztahují a po ochlazení smršťují a po natlakování se samozřejmě také zmenší objem. Při procesu vstřikování se roztavený plast nejprve vstříkne do dutiny formy a po naplnění se roztavený materiál ochladí a ztuhne a při vyjmutí plastového dílu z formy se smrští, což se nazývá smrštění výlisku. Během doby, kdy je plastový díl vyjmut z formy a stabilizován, bude ještě docházet k mírným změnám velikosti. Jedním druhem změny je pokračovat ve smršťování a toto smrštění se nazývá post-smršťování.
Další variantou je, že některé hygroskopické plasty bobtnají v důsledku absorpce vlhkosti. Když je například obsah vody v nylonu 610 3 procenta, nárůst velikosti je 2 procenta; když je obsah vody v nylonu 66 vyztuženém skelnými vlákny 40 procent, nárůst velikosti je 0,3 procenta. Ale hlavní roli hraje tvarovací smrštění.
V současnosti metoda určování míry smrštění různých plastů (formující smrštění plus dodatečné smrštění) obecně doporučuje ustanovení DIN16901 v německé národní normě. To znamená, že se vypočítá rozdíl mezi velikostí dutiny formy při 23 ± 0,1 stupně a odpovídající velikostí plastové části měřené při 23 stupních a relativní vlhkosti 50 ± 5 procent po tváření po dobu 24 hodin.
Míra smrštění S je vyjádřena následujícím vzorcem: S={(D－M)/D}×100 procent (1)
Mezi nimi: S- rychlost smrštění; D- velikost formy; M- velikost plastového dílu.
Pokud se dutina formy vypočítá podle známé velikosti plastové součásti a míry smrštění materiálu, je to D=M/(1-S). Pro zjednodušení výpočtu při návrhu formy se pro zjištění velikosti formy obecně používá následující vzorec:
D=M plus MS(2)
Pokud je vyžadován přesnější výpočet, měl by se použít následující vzorec: D=M plus MS plus MS2(3)
Při určování míry smrštění, protože skutečná rychlost smrštění je ovlivněna mnoha faktory, lze však použít pouze přibližné hodnoty, takže výpočet velikosti dutiny podle vzorce (2) v zásadě splňuje požadavky. Při výrobě formy se dutina zpracovává podle spodní odchylky a jádro se zpracovává podle horní odchylky, aby se v případě potřeby dalo řádně oříznout.
Hlavním důvodem, proč je obtížné přesně určit míru smrštění, je to, že míra smrštění různých plastů není pevná hodnota, ale rozmezí. Protože míra smrštění stejného materiálu vyrobeného v různých továrnách je různá, liší se i míra smrštění stejného materiálu vyrobeného různými šaržemi v továrně.
Každá továrna proto může uživatelům poskytnout pouze rozsah smrštění plastů vyráběných továrnou. Za druhé, skutečná rychlost smrštění během procesu tváření je také ovlivněna faktory, jako je tvar plastové části, struktura formy a podmínky tváření. Vliv těchto faktorů je uveden níže.
Plastový tvar
Pro tloušťku stěny tvarovaného dílu je obecně v důsledku delší doby ochlazování tlusté stěny také větší míra smrštění. U obecných plastových dílů, kdy je rozdíl mezi rozměrem L ve směru toku roztaveného materiálu a rozměrem W kolmým ke směru toku roztaveného materiálu velký, je velký také rozdíl v rychlosti smrštění. Z hlediska vzdálenosti toku taveniny je tlaková ztráta na části vzdálené od vtoku velká, takže i smrštění v tomto místě je větší než u vtoku. Tvary jako žebra, otvory, výstupky a rytiny jsou odolné proti smrštění, takže se tyto oblasti budou smršťovat méně.
Struktura formy
Tvar brány má také vliv na smrštění. Při použití malé brány se smrštění plastové části zvyšuje, protože brána ztuhne před koncem přídržného tlaku. Konstrukce chladicího okruhu ve vstřikovací formě je rovněž klíčovým bodem při návrhu formy. Pokud není chladicí okruh správně navržen, dojde vlivem nerovnoměrné teploty plastových dílů k rozdílu smrštění a výsledkem bude, že rozměr plastového dílu je mimo toleranci nebo se zdeformuje. U tenkostěnných dílů je vliv rozložení teploty formy na smršťování patrnější.
Rozměry formy a výrobní tolerance
Kromě výpočtu základních rozměrů pomocí vzorce D=M(1 plus S) mají obráběcí rozměry dutiny formy a jádra také problém s tolerancí obrábění. Podle konvence je tolerance zpracování formy 1/3 tolerance plastového dílu. Protože se však rozsah smrštění a stabilita plastů liší, je nutné nejprve racionálně určit rozměrové tolerance plastových dílů tvořených různými plasty. To znamená, že rozměrová tolerance plastových výlisků by měla být větší, pokud je rozsah smrštění velký nebo stabilita smrštění je špatná. Jinak může existovat velké množství odpadních produktů s velikostí mimo toleranci.
Z tohoto důvodu různé země speciálně formulovaly národní normy nebo průmyslové normy pro rozměrové tolerance plastových dílů. Čína také formulovala profesní standardy na ministerské úrovni. Většina z nich však nemá odpovídající rozměrové tolerance dutiny formy. V německé národní normě je speciálně formulována norma DIN16901 pro rozměrovou toleranci plastových dílů a odpovídající norma DIN16749 pro rozměrovou toleranci dutiny formy. Tato norma má ve světě velký vliv, takže ji lze použít jako referenční pro průmysl plastových forem.
Rozměrová tolerance a povolená odchylka plastových dílů
Aby bylo možné rozumně stanovit rozměrové tolerance plastových dílů tvořených materiály s různými charakteristikami smrštění, zavádí norma pojem rozdílu smršťování při tváření △VS. a
△VS＝VSR_VST(4)
Ve vzorci: VS-formující smršťovací rozdíl VSR-formující smrštění ve směru toku taveniny VST-formující smrštění ve směru kolmém na tok taveniny.
Podle hodnoty plastické △ VS jsou smršťovací charakteristiky různých plastů rozděleny do 4 skupin. Skupina s nejmenší hodnotou △VS je skupina s vysokou přesností a analogicky skupina s největší hodnotou △VS je skupina s nízkou přesností. A podle základní velikosti, přesné technologie se sestavují toleranční skupiny 110, 120, 130, 140, 150 a 160. Rovněž je stanoveno, že rozměrové tolerance plastových dílů s nejstabilnějšími smršťovacími vlastnostmi lze volit ze skupin 110, 120 a 130.
120, 130 a 140 se používají pro rozměrové tolerance plastových výlisků s mírným a stabilním smršťováním. Je-li použito 110 sad rozměrových tolerancí pro tváření plastových dílů tohoto typu plastu, může být vyrobeno velké množství plastových dílů mimo toleranci. Pro rozměrové tolerance plastových dílů se špatnými smršťovacími vlastnostmi jsou vybrány skupiny 130, 140 a 150.
Rozměrová tolerance plastových výlisků s nejhoršími smršťovacími vlastnostmi se volí ze 140, 150 a 160 skupin. Při používání této toleranční tabulky věnujte pozornost také následujícím bodům. Obecné tolerance v tabulce platí pro rozměrové tolerance, kde nejsou uvedeny žádné tolerance.
Tolerance, která přímo označuje odchylku, je toleranční zóna použitá k označení tolerance plastového dílu. Horní a dolní odchylky může určit projektant. Pokud je například toleranční zóna {{0}}.8 mm, lze vybrat následující horní a dolní odchylky. 0.0;-0.8;±0.4;-0.2;-0.5 atd. Existují dvě sady hodnot tolerance A a B v každé toleranční skupině. Mezi nimi je A velikost tvořená kombinací částí formy, což zvyšuje chybu způsobenou nesouladem částí formy.
Toto zvýšení je 0,2 mm. Kde B je velikost přímo určená částmi formy. Precizní technologie je sada tolerančních hodnot speciálně stanovených pro plastové díly s vysokými požadavky na přesnost. Před použitím tolerancí plastových dílů musíte nejprve vědět, které toleranční skupiny jsou použitelné pro použité plasty.
